MEMS市場(chǎng)需求蓬勃　軟、硬件業(yè)者聯(lián)手打造生態(tài)系

　　微機電系統(MEMS)市場(chǎng)正隨各種創(chuàng )新應用而持續成長(cháng)當中。MEMS裝置經(jīng)過(guò)高度專(zhuān)業(yè)化過(guò)程制造，根據不同裝置型態(tài)需求而客制化，不過(guò)，由于MEMS制程選擇繁多，生產(chǎn)成本也因此提高，且市時(shí)程安排也更為費時(shí)。

　　據EE Times網(wǎng)站報導，以目前趨勢來(lái)看，市場(chǎng)逐漸將MEMS裝置導入CMOS IC量產(chǎn)制程，因此，MEMS產(chǎn)品元件也面臨縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間、降低成本、符合繁復效能與穩定性需求等挑戰。

　　MEMS裝置尺寸一般介于20微米(micrometer)至1毫米(millimeter)之間，MEMS子元件則在1~100微米之間。MEMS裝置廣泛應用于產(chǎn)業(yè)、消費者市場(chǎng)領(lǐng)域，像是汽車(chē)安全與控制系統、智能型手機、平板電腦、電動(dòng)游戲機控制器、藥物運送、麥克風(fēng)、氣體與化學(xué)傳感器等等。

　　MEMS屬于電子應用裝置內的微米級機制，MEMS設計主要針對二種應用：感測元件(Sensor)與調節器(Actuator)。傳感器可感測聲音、動(dòng)作、壓力、溫度，也能測得非物理性狀態(tài)，包括震動(dòng)、聲波、流體波、光波、熱能、與大氣壓力等狀態(tài)變化。而調節器則可做出偵測、過(guò)濾、轉換、調節動(dòng)作，包括調節管理光線(xiàn)投射與接收、射頻訊號(RF)處理、流體管理等等。

　　不同于電晶體、電阻、二極體等傳統IC元件，MEMS裝置含有彈簧、螺絲、齒輪等高度校準機械物理結構，因此也使用不同制程，像是表面微機械加工技術(shù)(Surface micromachining)、大量微機械加工(bulk micro-machining)、深反應離子式蝕刻(Deep Reactive Ion Etching;DRIE)、成型(molding)等技術(shù)步驟。

　　為符合CMOS IC制程需求，最新MEMS設計需要元件資料庫、設計工具、流程模擬工具、生產(chǎn)工具等技術(shù)。此外，MEMS也需要結構化的設計制程，將電路圖(schematics)、處理流程、布局(layout)、3D立體有限元素分析(FEA)、邊界元素法分析(BEA)、封裝分析之間的資訊交換處理妥當，方便MEMS設計師與制程、設計、電子、封裝、整合、軟件工程師交換資訊。

　　MEMS裝置也得采用與傳統IC一樣的設計規范驗證(Design Rule Checking;DRC)技術(shù)進(jìn)行驗證，不過(guò)，MEMS設計也會(huì )包含曲線(xiàn)幾何學(xué)、貝氏曲線(xiàn)(Bezier Curve)等不同角度的布局，需采用物理驗證技術(shù)，像是等式為基礎的DRC。

　　而MEMS設計也可利用電路布局驗證(Layout Versus Schematic;LVS)工具，開(kāi)發(fā)出整個(gè)設計的裝置與連線(xiàn)模型，即可進(jìn)行寄生電路抽取(Parasitic Extraction;PEX)與電路模擬等作業(yè)。

　　此外，傳統PEX工具依據規則模式(rule-based)或表格模式(table-based)運行，且依照IC設計連結的物理布局而開(kāi)發(fā)，無(wú)法回應MEMS復雜的幾何需求。MEMS電路需要場(chǎng)解算器(field-solver)技術(shù)的精確度，結合現代PEX工具的規模與效能，才能達到MEMS電路需求與送交制造時(shí)程。

　　MEMS也需要一系列測試，包括機械沖擊測試、變頻振動(dòng)測試(Variable Frequency Vibration Testing) 、溫度循環(huán)(temperature cycling)等物理測試，以及高低溫操作、穩定性等標準測試。

　　晶圓廠(chǎng)得提供標準化MEMS制程，并與MEMS元件供應商合作，以達產(chǎn)品上市時(shí)間(time to market)、大量生產(chǎn)等需求。設計師也需要晶圓廠(chǎng)提供設計工具套件、MEMS IP資料庫、參考流等資訊，測試工程師則需針對不同MEMS做客制化測試。

　　簡(jiǎn)言之，MEMS市場(chǎng)需要整個(gè)軟、硬件市場(chǎng)聯(lián)手打造新式生態(tài)系統，以回應消費者市場(chǎng)低成本、高產(chǎn)量的產(chǎn)品需求。